“按摩椅”也能改善肌肉衰老？南大、香港中文大学联合发文：这样振动可改善肌肉萎缩！

说起按摩椅，你心中浮现的第一印象，会不会就是在商场里、车站中，被千人躺万人汗水浸过的那一张张“不洁的象征”？而其原本的任务：按摩，却早已被人淡忘脑后。

有趣的是，南京大学医学院的蒋青教授与香港中文大学的张颖恺教授和周冠豪教授最近发表于Aging Cell杂志的一篇新研究 [1]却证实，这些被我们抛弃的按摩椅们，以后却可能成为帮助我们对抗衰老的“神器”：

他们发现，低强度的高频率振动（这正是按摩椅的功能之一），竟有助于改善机体中神经对肌肉的控制，从而对肌肉萎缩等衰老相关疾病起到了缓解乃至预防效果 [1]。

振动与神经以及肌肉之间听起来似乎有些风马牛不相及，但事实上，早在2014年，就已经有研究报道称，频率为35Hz，振幅为0.3g的低强度高频振动（low-magnitude high-frequency vibration，简称为LMHFV）能够有效地降低老年人的跌倒发生率，并且对他们的平衡能力、移动速度以及肌肉力量等都有直接的改善作用 [2]。

而后续的研究更是进一步证实，这种有些神奇的振动疗法的确能够改善患有肌肉萎缩症的老年人的肌肉力量 [3, 4]。但有些遗憾的是，这些研究大部分都是在宏观水平上进行观察，并不能解释其背后隐藏的深层机制。

图注：振动学名vibration，被广泛应用于临床以及日常健身实践中，图中是一种较常见的振动平台装置，图片来源：https:///blogs/products/vibration-platform-boost-health-wellness

振动此时仿佛就陷入了一场“冒领功劳”的信任危机：我们都知道它对神经肌肉有功，但是却不知道它究竟是如何立功的。

为了连通这薄薄的一层信任之沟，本文的研究团队决心从肌肉萎缩症，这一与衰老关系最为密切、且已被证实能够被LMHFV直接影响的疾病开始寻求突破口。

肌肉萎缩症是一种常见的老年骨骼肌肉疾病，其特点是伴随着衰老进行的肌肉质量和力量的逐渐下降 [5]，科学家们普遍认为这与神经肌肉接头（neuromuscular junction，NMJ）的退化有关 [6]。

图注：图片编译自：https://www./health-insurance/diseases/sarcopenia/

神经肌肉接头是一个非常形象的名字，它其实指的是运动神经元分化出的神经纤维与肌肉纤维对接，从而形成的1对1的一套搭档系统，和生活中常见的插头与插座之间的关系有些类似。

都说是插头和插座了，两者之间除了物理的接触以外，自然也离不开“电流”的交互。

图注：每一根插头（肌肉纤维）都有其对应的插座（神经纤维），图片来源：https://www./%E6%97%A5%E6%A0%87PSE_JET%E5%BB%B6%E9%95%BF%E7%BA%BF_FH_2D_FH_2DR.html

乙酰胆碱（ACh）这种物质在神经肌肉接头中起到的正是类似电流的作用（递质）。它一般由神经纤维发出，由肌肉纤维上的乙酰胆碱受体接收，从而使得肌肉在需要的时候进行收缩，并且让肌肉始终维持一定的紧张状态——当神经肌肉接头，即乙酰胆碱与乙酰胆碱受体之间的联系出现问题时，肌肉就会断电，紧张状态就会消失，肌肉萎缩就会到来。

图注：图中的紫色颗粒正是乙酰胆碱，图片来源：https://www./glossary/neuromuscular-junction

通过对肌肉萎缩患者以及相关小鼠模型的肌肉组织进行分析，研究团队证实，发生肌肉萎缩的机体中，其神经肌肉接头的形态均发生了退化，具体表现为肌肉纤维中的乙酰胆碱受体分布变得破碎、混乱，这表明神经肌肉接头可能正是这一切祸患的起源。

图注：随着衰老的进行，乙酰胆碱受体本身的结构也会变得破碎不堪

在进一步的研究中，研究者们发现，随着衰老的进行，小鼠体内的乙酰胆碱受体分布出现了与上文中一样的情况，并且它们和插头——肌肉纤维之间本身的连接也变得不再紧密，如此发展，肌肉自然是只能断电了。

更糟糕的是，不仅插座和插头之间的连接出了问题，插座本身似乎也在“漏电”。后续的实验表明，在发生肌肉萎缩的小鼠中，它们神经肌肉接头内的乙酰胆碱酶活性也出现了明显增加。

图注：发生肌肉萎缩的衰老组小鼠体内的乙酰胆碱酶活性明显增加

乙酰胆碱酶在神经肌肉接头中的作用就像是插座的绝缘外壳，在神经肌肉接头中，它们能够防止乙酰胆碱在到达肌肉纤维前向其他部位传播，从而避免“漏电”，导致其他组织异常活跃，而当其活性过度增加时，神经信号也就无法正确到达肌肉纤维了。

这些结构的种种改变反映在宏观层面，就是肌肉萎缩小鼠神经纤维到肌肉纤维信号传递失败的明显增加，并且其失败频率还会随着年龄的增长显著增长。

在明确了发生肌肉萎缩的机体上所发生的一切深层变化后，研究团队开始了干预。

在本次实验中，这些接受LMHFV干预治疗的小鼠被放在了一个振动平台上，平台的振动模式被设定为常用的35Hz频率、0.3g振幅，每周进行5天治疗，每次20分钟。

在接受治疗的第4个月，这些肌肉萎缩小鼠的肌肉力量以及张力均得到了提高，并且有趣的是，这些小鼠的肌肉纤维组成也发生了变化：与耐力和有氧运动相关的Ⅰ型肌肉纤维变得更少了，而与爆发和无氧运动相关的Ⅱb型肌肉纤维却明显增加了。

图注：治疗4个月后，Ⅱb型肌肉纤维的比例明显增加了

这倒是有些出人意料，看来以后短跑运动员们都得把按摩椅带进训练室了（玩笑）。

反映在微观层面，LMHFV还被证实能够显著地降低异常升高的乙酰胆碱酶活性，并且还可以改善乙酰胆碱受体中相关表面蛋白的表达，这两者共同促进了“电流的传输”，使得乙酰胆碱与乙酰胆碱受体结合更加顺利，从而改善了神经肌肉接头的功能。

图注：乙酰胆碱酶活性在接受LMHFV之后也降低了

到这里，LMHFV对神经肌肉接头的改善作用总算是得到了完整的证明，但研究团队并没有满足，他们在分子层面上又为LMHFV提供了新的“立功证据”。

研究团队通过研究相关分子机制发现，LMHGFV能够抑制一种蛋白信号通路（MAPKs家族中的ERK1/2通路）的磷酸化 [7]，保持通路的功能正常，这和低强度运动的影响十分相似 [8]。

研究团队还观察到，ERK1/2通路的激活能够促进构成乙酰胆碱受体的两种重要表面蛋白：Dok7蛋白和Rapsyn蛋白的表达增加。这两者恰恰被观察到在肌肉萎缩患者的机体内表达明显减少，它们的表达增加了，乙酰胆碱受体的生成就增加了，其在肌肉纤维表面的分布自然也不再那么混乱破碎。

图注：在经历干预后，肌肉萎缩的小鼠体内Dok7和Rapsyn蛋白的表达明显增加

作者点评

在刚刚读到这篇研究时，派派其实也有些诧异，没想到振动居然还可以与神经存在这样的神奇联系。毕竟根据派派过去的认识，振动应该是主要通过剪应力影响血管中NO的生成来改善健康的，可以说，阅读这篇文章对于派派而言更像是拓展自身认知的一次旅程，尽管其目前只是在动物身上开展实验，但这种新奇感难能可贵。

不过，倘若你觉得这篇研究的成果足够让你信服，倒也不必马上就去霸占外面的那些按摩椅。正如研究团队在文章的discussion部分所说，小鼠是四足动物，而人是双足动物，因此振动平台对两者的能量传递方式和承载模式并不相同，尝试在人体上进行实践之前，或许还需要更细致的计算来确定一套适合人类的方案。

—— TIMEPIE ——

参考文献

1.Cheung, W.-H., et al., Prevention of Age-related Neuromuscular Junction Degeneration in Sarcopenia by Low-magnitude High-frequency Vibration. 2022.

2.Leung, K., et al., Effects of 18-month low-magnitude high-frequency vibration on fall rate and fracture risks in 710 community elderly—a cluster-randomized controlled trial. Osteoporosis international, 2014. 25: p. 1785-1795.

3.Wu, S., et al., Effects of vibration therapy on muscle mass, muscle strength and physical function in older adults with sarcopenia: a systematic review and meta-analysis. European Review of Aging and Physical Activity, 2020. 17: p. 1-12.

4.Wang, J., et al., Vibration and β‐hydroxy‐β‐methylbutyrate treatment suppresses intramuscular fat infiltration and adipogenic differentiation in sarcopenic mice. Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle, 2020. 11(2): p. 564-577.

5.Cruz-Jentoft, A.J., et al., Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: Report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People. Age and ageing, 2010. 39(4): p. 412-423.

6.Rolland, Y., et al., Sarcopenia: its assessment, etiology, pathogenesis, consequences and future perspectives. The Journal of nutrition, health and aging, 2008. 12(7): p. 433-450.

7.Zhao, H.-F., J. Wang, and S.-S. Tony To, The phosphatidylinositol 3-kinase/Akt and c-Jun N-terminal kinase signaling in cancer: Alliance or contradiction? International journal of oncology, 2015. 47(2): p. 429-436.

8.Raney, M.A. and L.P. Turcotte, Regulation of contraction-induced FA uptake and oxidation by AMPK and ERK1/2 is intensity dependent in rodent muscle. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism, 2006. 291(6): p. E1220-E1227.